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發(fā)布時(shí)間:2022-03-27 01:24:04惠州專業(yè)MPP定制
隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展愕掏,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代度秘,越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史饵撑,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志剑梳,塑料飾件的大量應(yīng)用唆貌,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能,提高了汽車的美觀舒適度垢乙。PP以密度小锨咙、性價(jià)比高、具有優(yōu)異的耐熱性能追逮、耐化學(xué)藥品腐蝕性酪刀、剛性、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用羊壹。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢蓖宦。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大油猫、技術(shù)要求高稠茂,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù),所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛情妖、更有效睬关、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性毡证。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體电爹,制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限料睛,在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上丐箩,可以明顯減輕重量和成型的周期,大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力恤煞,并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小屎勘、平直度高,沒有縮水居扒,尺寸穩(wěn)定概漱,成型視窗大等特點(diǎn),特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨(dú)具優(yōu)勢喜喂,成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向瓤摧。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展玉吁,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑照弥,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%进副,卡車产喉、工程機(jī)械車占20% ,客車、商務(wù)車占35% 曾沈。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想鸥昏,僅適合于需要表面覆皮的高端車塞俱,不僅增加了制造成本,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用吏垮;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體障涯,化學(xué)發(fā)泡劑為氣源,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)膳汪,注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下唯蝶,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡,且其理想的泡孔直徑應(yīng)<50μm 遗嗽,但目前國內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm粘我。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等痹换,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件征字,如車身門板、尾門娇豫、風(fēng)道等匙姜;擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等冯痢;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等氮昧。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%~20% ,較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)高50%的減重浦楣,注射壓力降低約30%~50% 袖肥,鎖模力降低約20% ,循環(huán)周期減少10%~15%椒振,同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性昭伸,較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)高30%的節(jié)能,并且能改善制品的翹曲變形性澎迎,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活庐杨。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能,作為汽車車頂夹供,可降低汽車的質(zhì)量灵份,同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件,有利于汽車的輕量化哮洽。綜上所述填渠,聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但需要注意:1. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗(yàn)證的技術(shù)、有廣范的市場氛什、但在中國應(yīng)用尚新莺葫。2. 微發(fā)泡能提供更高品質(zhì) (減少變形,提升平面度,圓度和尺寸的穩(wěn)定性,沒有縮水印) 和更低成本 (重量,成型周期和成型噸位減少、更省料的產(chǎn)品設(shè)計(jì))枪眉。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機(jī)——高端應(yīng)用和省成本捺檬。4. 并不是所有的制品都適合用微發(fā)泡技術(shù),需要配合尋找合適的制品。
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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應(yīng)用價(jià)值:微孔發(fā)泡材料的韌性高贸铜、疲勞壽命長堡纬、比強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性高蒿秦、介電常數(shù)低烤镐。除此之外還有質(zhì)輕、隔熱棍鳖、吸震炮叶、隔音、價(jià)格低廉等特點(diǎn)鹊杖。這是因?yàn)檫@種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細(xì)裂縫小得多的孔徑悴灵,這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端,所以不會(huì)降低塑料的強(qiáng)度骂蓖。因此积瞒,在汽車、航天航空和其他各種運(yùn)輸工具等領(lǐng)域有特殊的應(yīng)用價(jià)值登下。聚丙烯微孔發(fā)泡通過研究熔體流動(dòng)速率和微孔發(fā)泡PP性能之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)茫孔,低熔體流動(dòng)速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機(jī)械性能。日本Sumitom化學(xué)公司利用幾種熔體流動(dòng)速率不同的聚合物共混發(fā)泡被芳,制得了一種沖擊強(qiáng)度高且具有類似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材缰贝,這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間。聚丙烯微孔發(fā)泡材料成核劑改性聚丙烯材料:PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料畔濒,它的結(jié)晶速度較慢慢剩晴,容易形成尺寸較大的球晶,導(dǎo)致制品的光澤度和透明性差侵状,制品的外觀缺乏美感赞弥,限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用。利用成核劑改性聚丙烯趣兄,是一種制備透明度高绽左,力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法,因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用艇潭。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性拼窥,適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性戏蔑;且共聚PP的透明性比均聚PP好。張廣平等采用2鲁纠,2-亞甲基-雙(4总棵,6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑,研究了成核劑對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響房交。結(jié)果表明:這種成核劑的佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%彻舰。此時(shí),復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃候味,結(jié)晶度增加3%~6%,結(jié)晶速率顯著增加隔心;材料的模量提高了20%~30%白群,彎曲強(qiáng)度也提高了10%~20%。纖維增強(qiáng)聚丙烯材料:纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料是目前熱塑性塑料市場中增長較快的塑料品種之一硬霍,尤其是在汽車用塑料中帜慢。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用,在塑料中纖維長度需要大于LC唯卖,既零界長度粱玲,LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系。如果纖維的長度小于LC拜轨,其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大抽减。例如,玻纖增強(qiáng)PP中橄碾,玻璃纖維的零界長度為3.1 mm卵沉;而在另外一種經(jīng)過化學(xué)改性的PP中,LC可能降到0.9mm以下法牲。對于普通的短玻纖增強(qiáng)塑料史汗,制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm,限制了制成品性能的提高拒垃。而在長玻纖增強(qiáng)塑料部件中停撞,玻璃纖維的殘留長度可以達(dá)到3mm以上,大大提高了制品的物理機(jī)械性能悼瓮。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用價(jià)值由于長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長戈毒,它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右;比強(qiáng)度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高谤牡;此外副硅,這種材料的加工流動(dòng)性好,制品外觀光亮翅萤、無塌坑等缺陷恐疲,制品的成型收縮率也小腊满。的研究成果表明,長玻纖增強(qiáng)聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強(qiáng)聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時(shí)培己,LFG/PP的拉伸強(qiáng)度碳蛋、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度明顯高于SFG/PP。
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微發(fā)泡注塑省咨,聚丙烯/橡膠/滑石粉復(fù)合材料肃弟,增強(qiáng)增韌聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯作為一種經(jīng)濟(jì)高效的熱塑性聚合物,具有材料成本低零蓉、抗腐蝕性好笤受、比強(qiáng)度高和易于成型加工等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于包裝工程敌蜂、紡織箩兽、電子產(chǎn)品以及汽車工業(yè)。以汽車工業(yè)為例章喉,聚丙烯的年均用量高達(dá)255.6百萬噸汗贫,研究表明汽車每減重10%就可以將燃料的利用率提高至少6%。因此秸脱,近年來為了節(jié)省材料和能源落包、減少環(huán)境污染進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康可持續(xù)發(fā)展,塑料制品的輕量化問題引起了廣大學(xué)者的研究興趣摊唇,而其中發(fā)泡注塑成型工藝被視為是一種非常有前途的輕量化實(shí)現(xiàn)方式咐蝇。然而,由于聚丙烯的熔體強(qiáng)度低遏片,導(dǎo)致其發(fā)泡能力非常差嘹害,常規(guī)微發(fā)泡注塑聚丙烯產(chǎn)品存在泡孔尺寸大且分布極其不均勻,嚴(yán)重降低了其力學(xué)性能吮便,尤其是沖擊力學(xué)性能笔呀。針對上述問題,山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王桂龍和合作者提出了一種利用橡膠和滑石粉的耦合作用改性聚丙烯的新途徑髓需,顯著提高了聚丙烯熔體強(qiáng)度和促進(jìn)了結(jié)晶苞尝,進(jìn)而改善了聚丙烯的發(fā)泡能力吻氧,終通過微發(fā)泡注塑制備了具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的微孔聚丙烯制品叔遂。
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摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性同规。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu),其中凝膠含量約為10%咧擂,且凝膠的交聯(lián)點(diǎn)之間平均相對分子質(zhì)量達(dá)到3.0×105逞盆。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比,具有相近的剪切黏度和熔體流動(dòng)速率松申,但熔體彈性明顯增加云芦,且有應(yīng)變硬化行為俯逾,其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍。因此舅逸,微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能桌肴。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑,在不加入成核劑的條件下琉历,得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料坠七。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此旗笔,普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強(qiáng)度彪置,使氣泡核增長時(shí)泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強(qiáng)度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量蝇恶,拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)悉稠,引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能艘包,但是會(huì)引起線型聚丙烯成核速率降低,在制備高泡孔密度的泡沫時(shí)耀盗,必須加入納米成核劑想虎。而Zha和Xing的研究結(jié)果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時(shí),在沒有使用成核劑的條件下叛拷,均得到了高泡孔密度的泡沫材料舌厨。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能,但同時(shí)也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升忿薇,引起加工困難裙椭,并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用,應(yīng)用上受到限制署浩。近年來一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)揉燃,在保持聚烯烴原有的剪切黏度下,提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度筋栋,并改善聚烯烴發(fā)泡性能炊汤。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性,在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)弊攘,并且對形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征抢腐,同時(shí)測試了改性聚丙烯的流變行為。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對改性聚丙烯的發(fā)泡性能進(jìn)行了評價(jià)襟交。聚丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對分子質(zhì)量(-Mw)=292050迈倍,相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5,齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700~2500捣域,自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%啼染,苯乙烯(St):純度99%:上貉绾希化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%,上海凌峰試劑廠提完。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機(jī)Haake Rheocord90型:Thermo Scientific公司(德國);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV形纺,日本電子公司(日本)。1.2 實(shí)驗(yàn)過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1徒欣。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g逐样、不飽和聚酯2.5g、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g打肝,混合脂新,加入密煉機(jī)中,170℃粗梭,轉(zhuǎn)速30r/min的條件下争便,熔融反應(yīng)6.0min。然后停止攪拌断医,在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min滞乙。反應(yīng)過程大致如Fig.2。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后鉴嗤,放入5gPP樣品斩启。關(guān)閉高壓釜,充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa醉锅。高壓釜在油浴中升溫至170℃兔簇,維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa硬耍,保持30min后垄琐,迅速打開閥門泄壓,并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品经柴。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3狸窘。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加。為了比較2種PP剪切黏度的變化口锭,通過Cross方程對兩曲線進(jìn)行擬合朦前。從Tab.1中可以看到,交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加鹃操,且熔體指數(shù)略有下降韭寸,這主要是因?yàn)槲⒔宦?lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)間的平均相對分子質(zhì)量達(dá)到了3.0×105,遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)荆隘。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)恩伺,使得熔體松弛時(shí)間和熔體彈性增加,所以改性后PP的特征松弛時(shí)間卻增加為原來的7.4倍椰拒。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46晶渠,剪切變稀行為有所減弱凰荚。2.2儲(chǔ)能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論,在末端低頻率區(qū)域褒脯,只有長的松弛時(shí)間對熔體的低頻末端儲(chǔ)能模量有貢獻(xiàn)便瑟,所以儲(chǔ)能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示,改性后PP的儲(chǔ)能模量為未改性PP的2倍番川,儲(chǔ)能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87到涂,改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感颁督。Fig.4(B)顯示践啄,未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升,而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩沉御。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小屿讽,熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明吠裆,在臨界凝膠點(diǎn)伐谈,損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān),并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)试疙。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系衩婚,鄭強(qiáng)等在研究過氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象,并認(rèn)為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生效斑。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時(shí),由于法向應(yīng)力差的的作用柱徙,呈現(xiàn)彈性行為缓屠。通過比較法向應(yīng)力差,可知聚合物熔體彈性的大小护侮。采用定剪切速率掃描法來測試改性前后PP熔體彈性行為的改變敌完。由Fig.5可以看到,改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高羊初,熔體彈性增強(qiáng)滨溉。2.4 瞬時(shí)拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時(shí)拉伸應(yīng)變速率0.1s-1時(shí),2種PP的瞬時(shí)拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線长赞,圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線晦攒。由于拉伸應(yīng)變速率較大,純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動(dòng)區(qū)域前就已經(jīng)斷裂得哆,且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生脯颜。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為,瞬時(shí)拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線贩据,大瞬時(shí)拉伸黏度是純PP的10倍栋操,達(dá)到5.6×105Pa·s闸餐。交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響矾芙。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑舍沙,在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能。工藝條件為溫度170℃剔宪、壓力15MPa拂铡。從Fig.7A中可以看到,純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔歼跟,基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)和媳。說明純PP的熔體強(qiáng)度不夠,無法支持發(fā)泡時(shí)氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力哈街,在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時(shí)留瞳,PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示骚秦,改性PP發(fā)泡后她倘,可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個(gè)橫截面,泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)作箍。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2硬梁。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右,泡孔密度達(dá)到1.1×109cm-3胞得。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為荧止,不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度,同時(shí)熔體在承受拉伸應(yīng)力時(shí)阶剑,熔體形變變得均勻跃巡,使得熔體不容易斷裂,因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善牧愁。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時(shí)有很高的成核速率素邪,具體原因尚需更多的研究。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性猪半,得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯兔朦。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時(shí),沒有使剪切黏度劇烈增加磨确,使得在改善發(fā)泡性能的同時(shí)沽甥,保持了聚丙烯的加工性能。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡乏奥,在不加入任何成核劑的條件下安接,可以得到發(fā)泡倍率25.6倍,泡孔密度1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料。
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生物降解塑料目前已開始應(yīng)用在一次性餐具盏檐、包裝歇式、農(nóng)業(yè)、汽車胡野、醫(yī)療材失、紡織等多個(gè)領(lǐng)域,基于行業(yè)發(fā)展趨勢及市場需求硫豆,第八元素為客戶提供PLA龙巨、PBAT、PBS等降解材料熊响,點(diǎn)擊以下鏈接旨别,即可在線采購樣品:系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型,應(yīng)用方向汗茄,性能要求秸弛。用PP丙烯微孔發(fā)泡隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代洪碳,越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件递览。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志瞳腌,塑料飾件的大量應(yīng)用绞铃,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能,提高了汽車的美觀舒適度嫂侍。PP以密度小儿捧、性價(jià)比高、具有優(yōu)異的耐熱性能挑宠、耐化學(xué)藥品腐蝕性纯命、剛性、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用痹栖。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長瞭空、投資巨大揪阿、技術(shù)要求高,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)咆畏,所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛南捂、更有效、更經(jīng)濟(jì)旧找、更實(shí)用的改性溺健。延伸性、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”钮蛛。是由 PP樹脂鞭缭、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉剖膳、碳酸鈣等無機(jī)填料的復(fù)合物,其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型岭辣,且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低吱晒、質(zhì)輕、易涂裝沦童、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)仑濒。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性偷遗、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率墩瞳,且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng),尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能氏豌,提高材料的模量和熱變形溫度喉酌。玻璃纖維增強(qiáng)改性PP玻璃纖維增強(qiáng)改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊、儀表板骨架箩溃、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點(diǎn)之一瞭吃。LGFPP制品指含有長度為10~25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)。10~25mm的長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物相比普通4~7mm的短玻璃纖維增強(qiáng)聚合物具有更高的強(qiáng)度涣旨、剛度歪架、韌性,以及尺寸穩(wěn)定性好霹陡、翹曲度低等優(yōu)勢和蚪。此外,LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能烹棉,即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變攒霹。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比,LG-FPP的密度低浆洗,相同部件的質(zhì)量可減輕20%~50%;LGFPP能為設(shè)計(jì)人員提供更大的設(shè)計(jì)靈活性催束,可成型形狀復(fù)雜的部件、提高集成汽車零部件的能力伏社、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)抠刺、減少能耗(長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%~80%,鋁制品的35%~50%)摘昌、簡化裝配工序速妖。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品,具有強(qiáng)度高聪黎、熱膨脹系數(shù)低罕容、耐高溫、阻燃性能好、低浮纖锦秒、低翹曲露泊、低收縮 等特點(diǎn)。
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近年來綜合性能優(yōu)異脂崔、可回收易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”滤淳,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。超臨界二氧化碳(CO2)發(fā)泡聚合物技術(shù)是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關(guān)鍵核心技術(shù)砌左,近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破脖咐,成功開發(fā)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強(qiáng)化技術(shù)。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類汇歹∑ㄉ茫化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用产弹,已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高派歌,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑痰哨,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)胶果,已被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù),而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)斤斧、表面張力和黏度下降早抠、結(jié)晶行為改變等一系列變化,可以制備微孔甚至納米泡孔材料撬讽。丙烯微孔發(fā)聚丙烯是結(jié)晶聚合物蕊连,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制,很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔游昼,可操作窗口窄甘苍。因此,大規(guī)模制造具有穩(wěn)定均勻泡孔形貌和外形尺寸的高發(fā)泡倍率微孔材料難度大烘豌。為了攻克這一難題载庭,趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院廊佩、浙江新恒泰囚聚、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系罐寨、可控工藝過程和高效工業(yè)裝備等方面開展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化、強(qiáng)化和工程化等系列工作序矩,形成了“適合超臨界CO2發(fā)泡的聚丙烯專用料”“分步/分段發(fā)泡新工藝”“優(yōu)化構(gòu)建流場結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新鸯绿。趙玲介紹,在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡,既可突破結(jié)晶的制約瓶蝴,又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型毒返。基于這一發(fā)泡機(jī)制舷手,他們開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強(qiáng)的CO2溶解擴(kuò)散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料拧簸,以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率男窟,氣泡成核和生長的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡盆赤、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),保證了均勻的壓力場歉眷、溫度場和速度場牺六,實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產(chǎn)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)汗捡,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置淑际,實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置扇住,生產(chǎn)效率提高25%春缕,成品率提高到99%以上,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)艘蹋,2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元锄贼、利稅1.09億元。此外簿训,該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件咱娶、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文。趙玲表示强品,超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng)膘侮,除聚丙烯外,還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)的榛,多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成琼了。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料,除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾夫晌、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域雕薪,還可滿足兒童玩具、食品晓淀、醫(yī)療所袁、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求。由于微孔賦予了聚丙烯獨(dú)特的性能凶掰,聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域燥爷,如新能源汽車動(dòng)力電池墊片蜈亩、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜前翎、防彈衣背板等稚配。